47京杭特大桥支架上拱肋组拼线性施工控制

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1、京杭运河特大桥支架上拱肋组拼线形施工控制谯兰志张迎辉卢冠楠路桥集团二局二处摘要：拱肋桁架是拱桥的主要受力构件,精确计算和现场放样其拼装线形、合拢线形和各节段拱肋在支架上组拼工况时的控制站点三维坐标是京杭特大桥实现竖转施工的关键。关键词：京杭运河特大桥；提篮式钢管混凝土系杆拱桥；立交支架；拼装线形；施工控制1概述京杭运河特大桥是连云港—徐州高速公路中的一座特大型桥梁，位于连云港—徐州高速公路K154+498m处（桥梁中心桩号），桥梁全长为2577m，主桥结构体系为自锚式钢管混凝土中承式系杆拱桥，由三跨组成，其两边跨为钢筋混凝土主

2、拱肋构成的上承式拱桥。主桥主孔跨径为235m，边孔跨径为57.5m，主桥全长为350m。主拱肋和边拱肋均向桥轴中心线倾斜，倾角分别为80.066°和79.8778°主拱肋为钢管混凝土、边拱肋为钢筋混凝土箱型断面。主拱圈和边跨拱圈的失跨比为1/4及1/8。拱轴系数边、中跨分别为1.3及1.33。图1、京杭运河特大桥总体布置图主拱肋的单边肋为4-φ850钢管混凝土构件，钢管壁厚14mm。四根钢管组成平行四边形截面，用缀板、缀条连接，平联缀条钢板厚度为12mm。两主肋在主桥中心处净距为16m，拱脚处两拱肋中心净距为36.579m，拱

3、肋间共设9道横撑，其中两边为K型横撑，每道横撑为空钢管构成的格桁式梁。横撑呈中心尺寸3×2.85m，四角钢管直径为φ550×1010mm，腹杆钢管采用φ350×10mm。桥址处河水面宽为240m，正常水深为6.5m，常年水位标高为22m。多年径流为14.1m3/s。叠燕式提篮钢管混凝土系杆拱桥本身施工具有相当大的难度，又加上桥址处大运河段为邳州市和苏北地区水上航运繁忙的人工主干道，因此对大桥的施工提出了较高的技术要求：1.在施工期间，不断航或尽量缩短断航时间；2.桥位地区属季风气候区，冬季盛行东北风，夏季盛行东南和西南风，年平

4、均风速2.8m/s，最大风速为23.4m/s；3.安装线形控制难度较大，合拢要准确快速。图2、主拱肋标准截面示意图通过对桥型设计方案的细致分析及施工方法的论证，比较了满堂支架法、缆索吊装法、三大段吊装法和转体施工法等施工方案的优缺点，针对桥址处特定的施工工况，创造性提出在大桥建设中采用主拱肋桁架立交组拼竖向转体的科学施工方案。1主拱肋施工工艺简介本桥主拱肋采用立交组拼竖向转体进行施工。其主要工艺包括水中支架拼装主拱肋、竖转、合拢等。2.1、水中支架搭设水中支架搭设，既要满足主拱安装、调整，又要保证通航畅通。2.2、竖转竖转是利

5、用索塔、扣索将附着水中支架上半拱绕拱脚铰转至设计标高。10按转体设计轴线要求，与河流垂直方向搭设水中支架，支架支承于钢管桩基础上。利用浮吊和门形吊机吊运主拱桁架节段及横撑，横移就位，拼装主拱拱肋。安装索塔及索鞍，在塔顶搭设工作平台，安装扣索、平衡索，张拉边跨曲梁临时预应力索，按设计要求张拉平衡索。利用液压同步千斤顶张拉扣索竖转，在主拱端部支架上设千斤顶辅助拱肋起动。竖转到位后，调整扣索拉力。2.3、合拢竖转到位后，按要求拧花兰螺栓，根据压力传感器的压力调整主拱肋内力线形。拱轴线形满足设计要求后焊接跨中合拢段。合拢后，逐步分级放

6、松扣索和平衡索，将拱脚封固，变为固定端，至此完成拱肋转体施工。图3、竖转施工拱肋组拼支架总体布置图1拼装线形计算理论分析3.1、基本假定（1）主拱肋合拢状态拱轴线形与理论含预拱度的设计拱轴线形吻合；（2）拱肋之间空间位置关系固定不变，钢管桁架合拢状态与拼装状态时不同工况下的压缩量相等；（3）预拱度值均匀附加在成桥后的拱轴线上；（4）合拢状态下的主拱肋全部法向截面对应点的侧立面投影连线为直线，并与拱轴线的侧立面投影平行；10（1）转动铰为刚性结构物在竖转过程中，压缩量为零；（2）两岸拱座中心之间的距离保持不变；（3）主拱肋组拼及

7、合拢的外界环境相同。3.2、主拱肋在支架上组拼工况时的拼装方式京杭运河特大桥主拱肋按照施工需要划分为26个节段（含合拢段和拱座预埋段）和9道横撑，共20个节段拱肋和8道横撑需要在20个支架上完成拼装，拱肋划分段接头预留在拼装支架上方。支架布设依据施工河道净空要求和现场施工设备机械性能确定，具体情况见图示3。拱肋节段及横撑拼装设备采用自行研制的JDL-110T型浮吊和ZYH-26H44W-55T型大跨径门形桁架吊机，细部调整设备采用液压千斤顶和倒链葫芦。控制站点三维坐标的理论分析为了便于研究，设定了一些参量：设定拱肋测设站点为D

8、，合拢状态D点理论坐标点为（x,y,z），合拢状态实际坐标为（x1,y1,z1）,拼装状态实际坐标为（x2,y2,z2）,转动铰转点Z实际坐标为（x0,y0,z0）,承台高差修正标准点B实际坐标为（x00,y00,z00）,承台高差修正转角为θ1，拱肋竖转旋转角度θ2，测设站